專利名稱：光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底、光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法以及光記錄與再現(xiàn)介質(zhì) ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于具有沿記錄光道形成的凹槽的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底、光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模(stamper)的制造方法以及光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模。
背景技術(shù)：
用于利用光學(xué)方法記錄和/或再現(xiàn)信息的、被形成為盤(pán)形的各種光盤(pán)實(shí)際上可以用作光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。具有事先形成在光盤(pán)基底上的模壓坑的只讀光盤(pán)、用于利用磁光效應(yīng)記錄數(shù)據(jù)的磁光盤(pán)以及用于利用記錄膜的相變記錄數(shù)據(jù)的相變光盤(pán)可以用作這種光盤(pán)。
在這些光盤(pán)中，在其中可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)(諸如磁光盤(pán)和相變光盤(pán))的光盤(pán)上，按慣例在光盤(pán)基底上形成沿記錄光道延伸的凹槽。該凹槽就是所謂為了主要進(jìn)行跟蹤伺服沿記錄光道形成的引導(dǎo)凹槽，而將凹槽之間的開(kāi)口端稱為凸脊(land)。
在具有形成在其上的凹槽的光盤(pán)上，按慣例根據(jù)由凹槽反射和偏轉(zhuǎn)的光獲得的推挽信號(hào)，利用跟蹤誤差信號(hào)，進(jìn)行跟蹤伺服。例如，在兩個(gè)光電檢測(cè)器檢測(cè)到凹槽反射和衍射的光后，將推挽信號(hào)作為兩個(gè)相對(duì)于光道中心對(duì)稱設(shè)置的光電檢測(cè)器的輸出之間的差值計(jì)算。
在這些光盤(pán)中，迄今為止，通過(guò)改善安裝在再現(xiàn)設(shè)備上的光學(xué)拾取器的再現(xiàn)分辨率，實(shí)現(xiàn)了高記錄密度。然后，迄今為止，通過(guò)降低主要再現(xiàn)數(shù)據(jù)使用的激光的波長(zhǎng)λ，或者通過(guò)提高用于將激光會(huì)聚到光盤(pán)上的物鏡的數(shù)值孔徑NA，已經(jīng)利用光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)提高光學(xué)拾取器的再現(xiàn)分辨率。
在可以用作一次寫(xiě)入型CD(壓縮光盤(pán))的所謂CD-R、可以用作可重寫(xiě)磁光盤(pán)的MD(小型光盤(pán))、可用作一次寫(xiě)入DVD(數(shù)字通用光盤(pán))或可以用作可重寫(xiě)DVD的DVD+RW或DVD-RW(這些商標(biāo)名均是光盤(pán)的注冊(cè)商標(biāo))的各傳統(tǒng)格式中，大多數(shù)適于記錄和再現(xiàn)特性的凹槽的寬度根據(jù)記錄膜的性質(zhì)以及伺服信號(hào)的特性的不同而不同。
在通常的光盤(pán)制造過(guò)程中，在制造用于模制其基底的壓模時(shí)，將光致抗蝕劑涂覆到母盤(pán)(master)基底上，然后，利用所謂光刻法，采用圖形曝光和顯影，形成上述凸脊和凹槽。因此，由曝光光束的聚束點(diǎn)的直徑確定凹槽寬度。
在利用一條曝光光束對(duì)諸如上述CD-R和CD-RW的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的母盤(pán)(master)進(jìn)行記錄時(shí)，利用圖13示出其示意性設(shè)置的光記錄設(shè)備進(jìn)行圖形曝光。在圖13中，參考編號(hào)20表示由氣體激光器的He-Cd激光器構(gòu)成的光源，該激光器利用例如氣體作為激勵(lì)媒介。該光源20發(fā)出的激光L在其傳播方向被反射鏡M1偏轉(zhuǎn)90°，然后，進(jìn)入調(diào)制光學(xué)系統(tǒng)25。在調(diào)制光學(xué)系統(tǒng)25中，聚光透鏡L1使激光L的光束直徑減小，然后該激光L進(jìn)入AOM(聲光調(diào)制器)28，在AOM28中，響應(yīng)根據(jù)送到AOM 28的記錄信號(hào)調(diào)制的超聲波，以光強(qiáng)調(diào)制激光L。參考編號(hào)27表示用于輸入諸如EFM信號(hào)的信號(hào)的驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。
利用該AOM 28調(diào)制的激光L的光束直徑被光束放大透鏡或光束縮小透鏡L2放大或者縮小，激光L作為平行光傳播，然后被反射鏡M2反射，從而以水平方向進(jìn)入移動(dòng)光學(xué)臺(tái)40。
移動(dòng)光學(xué)臺(tái)40包括透鏡L3，例如，作為聚焦和衍射光校正光學(xué)系統(tǒng)；反射鏡M3，使光軸的方向?qū)?zhǔn)輻照面；和物鏡L4。透鏡L3位于入射光側(cè)會(huì)聚面P2上，在與物鏡L4的聚焦面P1共軛的位置形成入射光側(cè)會(huì)聚面P2，物鏡L4位于激光L將聚焦到的位置。
此后，通過(guò)聚焦與衍射光校正透鏡L3和物鏡L4，激光L聚焦到母盤(pán)基底(master substrate)11的光致抗蝕劑12的表面上，從而利用預(yù)定圖形曝光該光致抗蝕劑。如箭頭b所示，利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(但是未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)母盤(pán)基底11。點(diǎn)劃線c表示基底11的中軸。
在這種光記錄設(shè)備中，上述光束中繼光學(xué)系統(tǒng)位于光源20與物鏡L4之間以改變透鏡L2和透鏡L3的焦距，以致物鏡L4可以使光焦距到光致抗蝕劑12上，而且可以改變物鏡L4的有效數(shù)值孔徑NA，從而改變曝光光束的直徑。
在上述CD-R和CD-RW中，利用He-Cd激光器(波長(zhǎng)為442nm)，記錄凹槽的凹圖形和凸圖形，而最佳凹槽的寬度在550nm至600nm的范圍內(nèi)。由于高密度光盤(pán)DVD+RW、DVD-R和DVD-RW具有4.7GB的記錄容量，該記錄容量就是高記錄密度，它約是CD-R和CD-RW記錄密度的7.2倍，所以其最佳凹槽寬度小于上述CD-R等的凹槽寬度，而且在300nm至330nm的范圍內(nèi)。因此，利用短波長(zhǎng)的Kr激光器(波長(zhǎng)為413nm)，可以減小曝光光束的光點(diǎn)直徑d，因此，可以實(shí)現(xiàn)DVD+RW、DVD-R以及DVD-RW的最佳凹槽寬度。
利用下面的等式(1)表示曝光光束的光點(diǎn)直徑dd＝1.22×λ/NA ...(1)(λ記錄波長(zhǎng)，NA數(shù)值孔徑)在所引用的專利參考文獻(xiàn)1(公報(bào)的第10-241214號(hào)日本未決專利申請(qǐng))中，利用Ar激光器(波長(zhǎng)為458nm)，可以實(shí)現(xiàn)在約600nm至800nm范圍內(nèi)的凹槽。
下面的表1示出上述各種光盤(pán)的記錄波長(zhǎng)λ、光道間距、凹槽寬度以及凹槽寬度與記錄波長(zhǎng)的比值。


對(duì)表1進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，普通密度光盤(pán)CD-R和CD-RW具有大于記錄波長(zhǎng)(442nm)的凹槽寬度，即，凹槽寬度與記錄波長(zhǎng)之間的比值大于1.0，這足以在大部分曝光光束的光點(diǎn)曝光光致抗蝕劑，即使光致抗蝕劑感光，因此比較容易形成這種凹槽寬度。
然而，高密度光盤(pán)DVD+RW、DVD-R、DVD-RW等具有小于記錄波長(zhǎng)(413nm)的凹槽寬度，即，凹槽寬度與記錄波長(zhǎng)的比值小于1.0，因此不容易形成這種凹槽寬度。
此外，對(duì)于高記錄密度光盤(pán)，建議了一種格式，利用這種格式，可以將凹槽寬度顯著微型化到接近小于200nm。在正在作為超高密度光盤(pán)開(kāi)發(fā)的DVR(可記錄數(shù)字視盤(pán))中，圖14以部分放大的比例示出示意平面結(jié)構(gòu)，研究其格式，以便將凹槽形成為擺動(dòng)凹槽，選擇光道間距約為325nm，而選擇凹槽寬度約為150nm。然而，還未建議一種不僅在實(shí)際生產(chǎn)中生產(chǎn)率高，而且滿足生產(chǎn)能力的超高密度光盤(pán)制造方法。在圖14中，參考編號(hào)2表示凹槽，而參考編號(hào)8表示凸脊。
所引用的專利參考文獻(xiàn)2(第3104699號(hào)日本專利)報(bào)告了一種其凹槽寬度小于100nm的模制基底，采用其中利用所謂母壓模(master stamper)顛倒凸脊部分和凹槽部分的制造方法，制造該模制基底，利用壓模的復(fù)制品使該母壓模的凹形和凸形與壓模的凹形和凸形顛倒。
然而，與凹槽寬度相比，以上引用的專利參考文獻(xiàn)2描述的例子具有極大的凸脊寬度。下面的表2分別示出所引用的專利參考文獻(xiàn)2的發(fā)明例子1至3的以及CD-R、CE-RW、DVD+RW、DVD-R、DVD-RW和MD的凹槽寬度、凸脊寬度、光道間距以及凹槽寬度與光道間距的比值。


從上面的表2中可以看出，在上面引用的專利參考文獻(xiàn)2中，由于與凸脊寬度相比，凹槽寬度極小，所以凹槽寬度與光道間距的比值非常小，為0.10至0.17，而且用作跟蹤伺服信號(hào)和交叉跟蹤(cross track)信號(hào)(交叉跟蹤信號(hào)CTS)的推挽信號(hào)的振幅降低，這樣就不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定跟蹤伺服。因此，不能將該傳統(tǒng)制造方法直接應(yīng)用于試圖通過(guò)將光道間距減小到約350nm來(lái)提高記錄密度的光盤(pán)。
在凹槽寬度與光道間距的比值為1/2時(shí)，可以使推挽信號(hào)的振幅最大，而在凹槽寬度與光道間距的比值接近1/3或接近2/3時(shí)，CTS信號(hào)的振幅最大。如上面的表2所示，在諸如CD-R、CD-RW、DVD+RW、DVD-RW的市售光盤(pán)上，凹槽寬度與光道間距的比值在接近0.34％至0.75％的范圍內(nèi)。
此外，利用顛倒圖形，上面引用的專利參考文獻(xiàn)2可以實(shí)現(xiàn)窄凹槽寬度，在該顛倒圖形中，利用上述母壓模，將可以用作未來(lái)凸脊部分的區(qū)域形成為凹槽。在這種情況下，在記錄光發(fā)生擺動(dòng)，而曝光圖形以形成擺動(dòng)凹槽時(shí)，由于可以被形成為未來(lái)凸脊部分的部分被形成為凹槽，所以可以將不同擺動(dòng)信號(hào)記錄到凹槽的左側(cè)和右側(cè)。這樣，在再現(xiàn)擺動(dòng)信號(hào)時(shí)，就存在泄漏信號(hào)的危險(xiǎn)。因此，產(chǎn)生的問(wèn)題是，難以以適于實(shí)際實(shí)現(xiàn)的水平形成擺動(dòng)凹槽。
鑒于上述各方面，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種適合應(yīng)用于諸如上述DVR的高記錄密度光盤(pán)，其跟蹤伺服特性、擺動(dòng)信號(hào)的再現(xiàn)特性良好，而且可以以適于實(shí)際實(shí)現(xiàn)的水平實(shí)現(xiàn)高記錄密度的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)、光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將提供一種具有沿記錄光道形成的凹槽的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底，在該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，在200nm至350nm范圍內(nèi)選擇凹槽的光道間距，在0.24到0.67的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度Wg與光道間距p的比值Wg/p。
根據(jù)本發(fā)明，在上述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，將凹槽形成為擺動(dòng)凹槽。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，在47nm至235nm范圍內(nèi)選擇凹槽寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述各光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，在0.4nm至0.85nm范圍內(nèi)選擇凹槽面的表面粗糙度。
根據(jù)本發(fā)明，在上述各光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，在15.4°至40°范圍內(nèi)選擇凹槽側(cè)面的傾角。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述各光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，在15nm至30nm的范圍內(nèi)選擇凹槽深度。
本發(fā)明將提供一種用于制造具有沿記錄光道形成的凹槽的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的制造方法、一種用于制造用于模制該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的基底的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法以及一種可以利用用于制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的該制造方法制造的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模。利用對(duì)應(yīng)于預(yù)定不均勻圖形的圖形，曝光光致抗蝕劑，然后，進(jìn)行顯影，以制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)。通過(guò)蝕刻由該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)轉(zhuǎn)移(transfer)的壓模，微型化(microminiaturize)對(duì)應(yīng)于上述凹槽的凹槽圖形的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法中，利用等離子蝕刻方法或活性離子蝕刻方法，蝕刻該壓模。
根據(jù)本發(fā)明，等離子蝕刻方法或所述活性離子蝕刻方法使用的氣體是Ar氣或氧氣與Ar氣混合在一起的產(chǎn)物。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法中，在200nm至350nm范圍內(nèi)選擇對(duì)應(yīng)于凹槽的凹槽圖形的光道間距，而在0.24到0.67的范圍內(nèi)選擇凹槽圖形的寬度Wg’與凹槽圖形的光道間距p’的比值Wg’/p’。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法中，通過(guò)進(jìn)行蝕刻，在47nm至235nm范圍內(nèi)，微型化由光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)轉(zhuǎn)移的壓模的凹槽圖形的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法中，在0.4nm至0.85nm的范圍內(nèi)，選擇壓模的凹槽圖形表面的表面粗糙度。
根據(jù)本發(fā)明，在上述制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法中，在15.4°至40°的范圍內(nèi)，選擇壓模的凹槽圖形側(cè)面的傾角。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法中，在15nm至30nm的范圍內(nèi)，選擇凹槽圖形的深度或高度。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在上述制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法中，在制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)母盤(pán)時(shí)，選擇其γ特性值大于4.5的高γ光致抗蝕劑作為母盤(pán)基底上的光致抗蝕劑。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，選擇凹槽的光道間距，并優(yōu)化凹槽寬度與光道間距的比值，從而在利用該基底制造的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)上可以獲得足夠穩(wěn)定的推挽信號(hào)振幅。因此，可以獲得可以保持令人滿意的記錄與再現(xiàn)特性的高記錄密度光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。
此外，特別是，在47nm至235nm范圍內(nèi)選擇光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底的凹槽寬度，在0.4nm至0.85nm范圍內(nèi)選擇凹槽面的表面粗糙度，在15.4°至40°的范圍內(nèi)選擇凹槽側(cè)面的傾角以及進(jìn)一步在15nm至30nm的范圍內(nèi)，選擇凹槽圖形的深度(或高度)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于上述DVD等的高記錄密度。與此同時(shí)，利用該基底制造的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)可以保持令人滿意的記錄與再現(xiàn)特性。
此外，在將將上述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底的凹槽形成為擺動(dòng)凹槽時(shí)，可以穩(wěn)定、滿意地再現(xiàn)利用該基底制造的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的擺動(dòng)信號(hào)，而且可以獲得具有滿意特性的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底以及光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模時(shí)，通過(guò)蝕刻從光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)轉(zhuǎn)移的壓模，可以微型化形成在該壓模上的凹形和凸形圖形，因此可以實(shí)現(xiàn)更窄的凹槽。
特別是，作為蝕刻方法，可以進(jìn)行等離子蝕刻或活性離子蝕刻(RIE)，Ar氣或其內(nèi)混合了氧氣的Ar氣用作用于該蝕刻方法的氣體，因此可以以高精度形成具有要求的微型化凹槽的凹槽圖形。
因此，根據(jù)上述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造方法以及光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的上述制造方法，在200nm至350nm范圍內(nèi)，選擇光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的光道間距，而以高精度在0.24到0.67的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)凹槽寬度Wg與光道間距p的比值Wg/p，從而在保持令人滿意的記錄與再現(xiàn)特性的同時(shí)，提高利用轉(zhuǎn)移的基底制造的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的記錄密度。
特別是，在47nm至235nm范圍內(nèi)，微型化凹槽寬度Wg’，從而穩(wěn)定、可靠實(shí)現(xiàn)令人滿意的記錄與再現(xiàn)特性。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于利用光學(xué)方法對(duì)光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)進(jìn)行記錄，并在后續(xù)壓模制造過(guò)程中使凹槽寬度實(shí)現(xiàn)小型化，所以無(wú)需顛倒光記錄圖形，因此，與以上引用的專利參考文獻(xiàn)2不同，不顛倒凹形記錄圖形和凸形記錄圖形。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以提供具有滿意特性的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)，在這些滿意特性中，可以容易地形成在左側(cè)凹槽和右側(cè)凹槽上其擺動(dòng)信息互相同步的常規(guī)擺動(dòng)凹槽，可以防止引用再現(xiàn)擺動(dòng)信息的光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜化，而且可以再現(xiàn)在適于實(shí)際實(shí)現(xiàn)的水平令人滿意的擺動(dòng)信號(hào)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底的例子的主要部分的結(jié)構(gòu)的原理剖視圖；圖2是示出光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的例子的主要部分的結(jié)構(gòu)的原理剖視圖；圖3A、3B、3C和3D是分別示出根據(jù)本發(fā)明的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母壓模的制造方法的例子的制造工藝流程圖；圖4是用于解釋?duì)锰匦灾档氖疽鈭D；圖5是示出光記錄設(shè)備例子的設(shè)置的原理方框圖；圖6是示出蝕刻系統(tǒng)例子的設(shè)置的原理圖；圖7是用于解釋凹槽側(cè)面的凹槽面和傾角的表面粗糙度的示意圖；圖8是示出記錄激光與凹槽寬度之間關(guān)系的說(shuō)明圖；圖9是示出對(duì)于蝕刻時(shí)間的凹槽面的表面粗糙度的變化的示意圖；圖10是示出對(duì)于蝕刻時(shí)間的凹槽側(cè)面傾角的變化的示意圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底的另一個(gè)例子的主要部分的結(jié)構(gòu)的原理剖視圖；圖12是示出光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的另一個(gè)例子的主要部分的結(jié)構(gòu)的原理剖視圖；
圖13是示出光記錄設(shè)備例子的設(shè)置的原理方框圖；以及圖14是示出傳統(tǒng)光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的例子的主要部分的結(jié)構(gòu)的平面圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例。盡管該實(shí)施例示出了本發(fā)明應(yīng)用于盤(pán)形光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底、光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法以及光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的情況，但是本發(fā)明并不局限于下面的例子，而且當(dāng)然地可以在本發(fā)明范圍內(nèi)取各種結(jié)構(gòu)。
圖1是以放大比例示出根據(jù)本發(fā)明的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底的例子的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖1所示，在該例子中，在光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底1上形成寬度為Wg、光道間距為p以及深度為d的凹槽2。
圖2是以放大比例示出利用該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底制造的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的例子的主要部分的結(jié)構(gòu)的原理剖視圖。在該例子中，在光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底1上，在其靠近光入射面一側(cè)，形成所示例子中的凹形凹槽2。在該凹槽上，順序?qū)盈B反射層3、第一介質(zhì)層4、記錄層5、第二介質(zhì)層6以及透射保護(hù)層7，以構(gòu)造該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。
參考編號(hào)9表示光學(xué)拾取器的用于聚焦記錄和/或再現(xiàn)光的物鏡。從基底1的下面對(duì)凹槽2輻照諸如激光的記錄和/或再現(xiàn)光L，以在這種情況下，從凹槽2讀取信息。
特別是，根據(jù)本發(fā)明，在200nm至350nm的范圍內(nèi)，選擇凹槽2的光道間距p，而在0.24至0.67的范圍內(nèi)，選擇凹槽2的寬度Wg與光道間距p之比Wg/p。
接著，將參考工藝流程圖描述這種光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的制造工藝，該工藝流程圖示出圖3A至3D所示光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法的例子。
在圖3A中，參考編號(hào)11表示由諸如玻璃的適當(dāng)材料構(gòu)成的母盤(pán)基底。在該母盤(pán)基底11上，涂覆光致抗蝕劑12，該光致抗蝕劑12具有高γ特性值，即大于4.5的γ特性值。然后，利用預(yù)定圖形曝光過(guò)程處理該光致抗蝕劑，然后，利用光記錄設(shè)備(將在下文描述)顯影該光致抗蝕劑，由此形成預(yù)定凹槽圖形13。因此，構(gòu)造了光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)(master)16，在該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)母盤(pán)16上，形成對(duì)應(yīng)于光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的凹槽的凹圖形和凸圖形。在圖3A中，參考字母Wgp’表示凹槽圖形13的寬度。
然后，如圖3B所示，在光致抗蝕劑12的整個(gè)表面上，沉積由諸如Ni的適當(dāng)材料構(gòu)成的鍍層14a，在該光致抗蝕劑12上，利用例如非電鍍方法和電鍍方法形成凹槽圖形13。
此后，從母盤(pán)基底11和光致抗蝕劑12上剝落鍍層14a，從而如圖3C所示形成壓模14。
然后，例如，在如下所述的RIE系統(tǒng)中，利用等離子蝕刻方法，蝕刻該壓模14的整個(gè)表面，因此，如圖3D所示，可以獲得具有凹槽圖形13n的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模15，該凹槽圖形13n的寬度Wg’比形成在光致抗蝕劑12上的凹槽圖形13的寬度Wgp’窄。在圖3D中，參考字母p’表示光道間距。
在圖1至3中，在包括凹槽和凹槽圖形的凹槽形狀被形成為梯形時(shí)，凹槽和凹槽圖形的寬度表示凹槽底部的寬度與凹槽的上部開(kāi)口端的寬度的平均值。如圖3D所示，凹槽圖形13n象凸形凸起一樣凸出，該凸形凸起的凹形和凸形被顛倒。該凹槽圖形13n的寬度Wg’被表示為包括凸形部分的不均勻部分的斜面的中心部分的寬度。光道間距p’表示不均勻部分的斜面的中心部分之間的間隔。
在該實(shí)施例中，如上所述，利用其γ特性值大于4.5的所謂高γ光致抗蝕劑，以高精度形成要求的非常小不均勻圖形。
特性曲線K1的直線傾斜部分的斜度表示γ特性值，特性曲線K1示出圖4所示單位面積內(nèi)光致抗蝕劑的薄膜剩余比(顯影/涂覆薄膜厚度后獲得的薄膜厚度)與曝光能量之間的關(guān)系。如虛線f所示，在傾斜部分的傾角增加時(shí)，分辨率提供。相反，在如虛線g所示，傾斜部分的傾角減小時(shí)，分辨率降低。
假定E0表示曝光光致抗蝕劑所需最小曝光能量，而E1表示足以完全曝光該光致抗蝕劑薄膜，以便在顯影后使該光致抗蝕劑薄膜消失的最大曝光能量，則γ特性值被表示為γ＝1/(logE1-logE0)例如，普通γ特性值約為2.7，而在該γ特性值大于4時(shí)，可以獲得高分辨率。根據(jù)本發(fā)明，由于使用了其γ特性值大于4.5的高分辨率光致抗蝕劑，而且利用上述蝕刻方法對(duì)光致抗蝕劑整個(gè)表面進(jìn)行處理，所以凹槽圖形13n的光道間距p’可以在200nm至350nm范圍內(nèi)，而凹槽圖形13n的寬度Wg’與光道間距p’之間的比值Wg’/p’可以在0.24至0.67的范圍內(nèi)。
凹槽圖形13n的寬度Wg’可以在47nm與235nm的范圍內(nèi)。
然后，根據(jù)注入成型方法，如迄今為止參考圖1描述的，該方法通過(guò)注入樹(shù)脂或所謂2P(光致聚合)方法模制這樣形成的、設(shè)置在諸如模子的適當(dāng)裝置上的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模15，以形成具有通過(guò)對(duì)在基底上涂覆紫外線固化樹(shù)脂后形成的樹(shù)脂層壓壓模15而轉(zhuǎn)移到其上的要求的不均勻圖形的基底，可以獲得光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底1，在該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底1上，在表面上形成其凹槽寬度W和光道間距p與壓模15中的凹槽圖形的寬度Wg’和光道間距p’相同的凹槽2。
接著，說(shuō)明用于曝光具有圖形的上述光致抗蝕劑的光記錄設(shè)備的配置。
按照慣例，上述圖形曝光過(guò)程采用其中物鏡聚焦激光束以對(duì)母盤(pán)基底上的光致抗蝕劑進(jìn)行曝光的方法。圖5是示出這種光記錄設(shè)備的例子的設(shè)置的原理圖。
在圖5中，參考編號(hào)20表示用于發(fā)出短波長(zhǎng)激光的諸如氣體激光器的光源。光源20發(fā)出的、通過(guò)電光調(diào)制器(EOM；電光調(diào)制器)21和析光板(analyzer plate)22的激光部分地被光束分裂器(beamsplitter)BS1反射。通過(guò)光束分裂器BS1的激光被光電檢測(cè)器(PD光電檢測(cè)器)23檢測(cè)并變換為電信號(hào)，然后，將該信號(hào)送到自動(dòng)功率控制單元(APC自動(dòng)功率控制器)24。根據(jù)光電檢測(cè)器23送到其的信號(hào)，APC產(chǎn)生控制信號(hào)，然后，將該控制信號(hào)送到電光調(diào)制器21。電光調(diào)制器21對(duì)光源20發(fā)出的記錄激光L的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制，以根據(jù)自動(dòng)功率控制單元24提供的控制信號(hào)的信號(hào)電場(chǎng)進(jìn)行反饋控制，從而精確地穩(wěn)定或控制電光調(diào)制器21發(fā)出的激光的功率。
具體地說(shuō)，根據(jù)該方法，對(duì)光束分裂器BS1反射的光的功率進(jìn)行控制，以在母盤(pán)基底旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)沿母盤(pán)基底的徑向方向變化的線速度，改變功率，在該母盤(pán)基底上，具有涂覆在其上的光致抗蝕劑。因此，在以高精度使單位面積的曝光能量保持恒定時(shí)，可以利用圖形曝光光致抗蝕劑。
光束分裂器BS1反射的激光L進(jìn)入調(diào)制單元25。在調(diào)制單元25中，透鏡L1聚焦該激光，而由AOM(聲光調(diào)制單元)構(gòu)成的AOM調(diào)制器28位于該透鏡的焦面上。
將對(duì)應(yīng)于記錄信號(hào)的超聲波從驅(qū)動(dòng)器27輸入到該AOM調(diào)制器28，而該調(diào)制器可以根據(jù)該超聲波調(diào)制激光的光強(qiáng)。激光被AOM調(diào)制器28內(nèi)的衍射光柵衍射，而且只有衍射光中的第一級(jí)衍射光可以通過(guò)衍射光柵的柵縫。
在其光強(qiáng)被調(diào)制的第一級(jí)衍射光被透鏡L2聚焦后，它被反射鏡M4反射，而且其傳播方向被彎曲90°，從而沿移動(dòng)光學(xué)臺(tái)40的各光軸方向，水平進(jìn)入移動(dòng)光學(xué)臺(tái)40。
在凹槽被形成為擺動(dòng)圖形凹槽時(shí)，入射到移動(dòng)光學(xué)臺(tái)40上的激光被偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)OD光學(xué)地偏轉(zhuǎn)、被反射鏡M5反射，而其傳播方向被再次彎曲90°，從而進(jìn)入偏振光束分裂器PBS。
在制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)時(shí)，如果為了在例如其上形成了凹槽的部分所謂記錄區(qū)上或在該記錄區(qū)之外的區(qū)域上，例如內(nèi)周部分上形成坑，不需要光學(xué)性地偏轉(zhuǎn)激光，則不需要選光學(xué)地偏轉(zhuǎn)激光，而利用反射鏡M5反射激光，以便反射激光進(jìn)入偏振光束分裂器PBS。因此，在形成坑時(shí)，將對(duì)應(yīng)于預(yù)定圖形的預(yù)定ON/OFF信號(hào)從上述驅(qū)動(dòng)器27輸入到調(diào)制單元，從而形成沒(méi)有擺動(dòng)圖形的目標(biāo)凹槽圖形，或坑圖形。
其傳播方向被偏振光束分裂器PBS再次彎曲90°的激光被放大透鏡L3放大以具有預(yù)定光束直徑、被反射鏡M6反射以及被引入物鏡54。然后，物鏡54將激光聚焦到母盤(pán)基底11上的光致抗蝕劑12上的預(yù)定位置。利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)母盤(pán)基底11，如箭頭e所示。點(diǎn)劃線d示出母盤(pán)基底11的中軸。
移動(dòng)光學(xué)臺(tái)40使記錄激光L在平行方向移動(dòng)。因此，根據(jù)激光沿著其輻照光致抗蝕劑的整個(gè)表面的軌跡，在光致抗蝕劑12的整個(gè)表面上形成對(duì)應(yīng)于不均勻圖形的潛像。
偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)OD由楔形棱鏡47、聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD聲光偏轉(zhuǎn)器)48以及楔形棱鏡49構(gòu)成。激光L通過(guò)楔形棱鏡47進(jìn)入聲光偏轉(zhuǎn)器48，然后該聲光偏轉(zhuǎn)器48利用光學(xué)方法偏轉(zhuǎn)激光，以對(duì)應(yīng)于要求的曝光圖形。
由氧化碲(TeO2)構(gòu)成的聲光單元適合用作聲光偏轉(zhuǎn)器48使用的聲光單元。通過(guò)楔形棱鏡49，偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)OD發(fā)出聲光偏轉(zhuǎn)器48利用光學(xué)方法偏轉(zhuǎn)的激光L。
楔形棱鏡47、49的作用是使激光L入射到聲光偏轉(zhuǎn)器48的聲光單元的光柵面，以滿足Bragg(布喇格)條件，而且在利用聲光偏轉(zhuǎn)器利用光學(xué)方法偏轉(zhuǎn)該激光束時(shí)，可以防止該激光束的高度在水平方向發(fā)生變化。換句話說(shuō)，以這樣的方式設(shè)置楔形棱鏡47、49以及聲光偏轉(zhuǎn)器48，以致激光L可以入射到聲光偏轉(zhuǎn)器48的聲光單元的光柵面上，從而滿足Gragg條件，而且在利用偏轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)OD發(fā)出該激光束時(shí)，可以防止該激光束的高度在水平方向發(fā)生變化。
用于驅(qū)動(dòng)聲光偏轉(zhuǎn)器48的驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器50與聲光偏轉(zhuǎn)器48相連，根據(jù)正弦波調(diào)制壓控振蕩器(VC0壓控振蕩器)51輸出的高頻信號(hào)，然后將該信號(hào)送到驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器50。在曝光光致抗蝕劑時(shí)，對(duì)應(yīng)于要求的曝光圖形的信號(hào)從壓控振蕩器51輸入到驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器50，然后，響應(yīng)該信號(hào)，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器50驅(qū)動(dòng)聲光偏轉(zhuǎn)器48，從而獲得根據(jù)要求的擺動(dòng)圖形，利用光學(xué)方法偏轉(zhuǎn)的激光L。
具體地說(shuō)，在通過(guò)以956khz的頻率擺動(dòng)凹槽，將地址信息附加到凹槽上時(shí)，利用頻率為956khz的控制信號(hào)，將中心頻率為224MHz的高頻信號(hào)調(diào)制為正弦波信號(hào)，然后，將該信號(hào)從壓控振蕩器51送到驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器50。
然后，根據(jù)該信號(hào)，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器50驅(qū)動(dòng)聲光偏轉(zhuǎn)器48，以改變?cè)撀暪馄D(zhuǎn)器48的聲光單元的Bragg角，從而根據(jù)頻率為956khz的擺動(dòng)信號(hào)，利用光學(xué)方法偏轉(zhuǎn)激光。因此，可以以這樣的方式利用光學(xué)方法偏轉(zhuǎn)激光，以致聚焦在光致抗蝕劑上的激光的聚束點(diǎn)的位置可以以956khz的頻率、以±10nm的振幅在母盤(pán)基底的徑向方向振動(dòng)。
偏振光束分裂器PBS可以反射S偏振光，而通過(guò)P偏振光。由于利用光學(xué)方法偏轉(zhuǎn)的激光是S偏振光，所以它可以被PBS反射。
在下面的各發(fā)明例子中，選擇物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.85。聲光調(diào)制器28的AOM由氧化碲構(gòu)成。在形成凹槽時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器27從輸入端送到調(diào)制單元的信號(hào)是恒電平DC(直流)信號(hào)。
對(duì)于調(diào)制光學(xué)系統(tǒng)25的各光學(xué)透鏡，選擇聚光透鏡L1的焦距為80mm，選擇準(zhǔn)直透鏡L2的焦距為100mm，以及選擇移動(dòng)光學(xué)臺(tái)40的放大透鏡L3的焦距為50mm。
對(duì)于具有上述配置的光記錄設(shè)備的曝光條件，利用其中線速度恒速的所謂CLV(恒線速)系統(tǒng)以4.447m/s的記錄線速度進(jìn)行記錄。
由TOKYO OHKA KOGYO CO.，LTD制造的基于酚醛清漆的光致抗蝕劑(γ＝5.1)用作其γ特性值大于4.5的光致抗蝕劑。
然后，將該母盤(pán)基底11設(shè)置在顯影器轉(zhuǎn)盤(pán)上，以使光致抗蝕劑12朝上并旋轉(zhuǎn)，以便母盤(pán)基底11的表面可以與水平面相同。在這種狀態(tài)下，利用顯影劑顯影光致抗蝕劑12，以根據(jù)記錄信號(hào)在信號(hào)形成區(qū)形成不均勻圖形，從而形成參考圖3A描述的、用于制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的母盤(pán)。此后，利用圖3B至3C所示的上述制造方法，形成其不均勻圖形與利用上述光記錄設(shè)備的圖形曝光過(guò)程和顯影過(guò)程制造的不均勻圖形類似的壓模14。
在下面的各發(fā)明例子中，在利用諸如非電鍍方法的適當(dāng)方法，在光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)16上形成由Ni沉積膜構(gòu)成的導(dǎo)電膜后，將獲得的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)安裝到電形成設(shè)備上，然后，利用電鍍方法，在該導(dǎo)電膜上形成其厚度接近300±5μm的Ni鍍層。然后，利用諸如刀具的適當(dāng)裝置，從該導(dǎo)電膜上去除該鍍層，通過(guò)利用諸如丙酮的適當(dāng)溶劑，從Ni鍍層的信號(hào)形成面上去除光致抗蝕劑12，形成壓模14。
在下面的各發(fā)明例子中，利用圖6示出其原理配置的二極管平行板基底陰極安裝型蝕刻系統(tǒng)，采用等離子蝕刻方法，蝕刻該壓模14。在圖6中，參考編號(hào)60表示蝕刻室，在該蝕刻室中保持預(yù)定真空度。在蝕刻室的下部設(shè)置用于保持壓模14的下部電極(陰極)61。在蝕刻室60的上部設(shè)置與該下部電極61相反的反向極性電極62。參考編號(hào)63表示與下部電極61相連的高頻電源。參考編號(hào)64表示進(jìn)氣口，而參考編號(hào)65表示排氣口。
盡管圖中未示出，但是通過(guò)MFC(質(zhì)量流量控制器)，將氣源連接到進(jìn)氣口64，而將諸如低溫泵和分子渦輪泵的排氣裝置連接到排氣口65，以使蝕刻室保持預(yù)定真空度。
在下面的各發(fā)明例子中，在其中選擇高頻電源的RF功率為150W、將13.56MHz的高頻電功率施加到陰極、Ar氣體用作蝕刻氣體以及氣壓保持在10Pa而選擇處理時(shí)間為3分鐘的條件下，進(jìn)行蝕刻處理以制造具有要求的凹槽圖形寬度的壓模15。這種條件下的蝕刻速率約為10nm/分鐘。
在下面根據(jù)本發(fā)明的各發(fā)明例子中，利用該蝕刻處理方法，以接近低于1nm的精度，微型化(microminiature)凹槽寬度。
特別是，可以控制其凹槽面的表面粗糙度，以落入0.4nm至0.85nm的范圍內(nèi)。此外，在控制凹槽側(cè)面的傾角，以落入15.4°至40°的范圍內(nèi)時(shí)，可以獲得具有滿意記錄與再現(xiàn)特性的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)，在以下描述的發(fā)明例子中，將做詳細(xì)說(shuō)明。
圖7是示出由利用該蝕刻處理方法微型化其凹槽圖形的壓模轉(zhuǎn)移和模制的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底1的結(jié)構(gòu)的原理剖視圖。Ra示出凹槽面的表面粗糙度。傾角θ示出在凹槽2的側(cè)面與平坦表面之間形成的夾角，平坦表面是基底1的表面，如圖7所示。
根據(jù)本發(fā)明，正如在下面的發(fā)明例子中詳細(xì)說(shuō)明的那樣，如果在將凹槽2表面粗糙度和傾角控制在正確范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)行蝕刻，則利用該基底這樣制造的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)令人滿意的記錄與再現(xiàn)特性。
在選擇蝕刻條件，使得導(dǎo)入Ar+O2氣體作為其它蝕刻氣體，選擇這種蝕刻氣體的導(dǎo)入比為Ar∶O2＝9∶1，選擇總氣壓為10Pa、選擇RF功率為150W以及同樣選擇處理時(shí)間為3分鐘時(shí)，可以以約100nm/分鐘的類似蝕刻速率進(jìn)行正確蝕刻處理。
接著，利用壓模15形成例如由諸如聚碳酸酯(折射率為1.59)的透明樹(shù)脂構(gòu)成的、厚度為0.6mm的基底，根據(jù)注入形成過(guò)程，利用蝕刻處理方法，這樣微型化壓模15的凹槽圖形寬度。如上參考圖1所述，利用諸如濺射方法的適當(dāng)方法，在基底1的信號(hào)形成面上順序沉積由諸如AlCu合金的適當(dāng)材料構(gòu)成的反射層3，由諸如ZnS-SiO2的適當(dāng)材料構(gòu)成的第一介質(zhì)層4、由諸如GeSbTe合金和GeInSbTe合金的相變材料構(gòu)成的記錄層5以及由諸如ZnS-SiO2的適當(dāng)材料構(gòu)成的第二介質(zhì)層6。此后，利用諸如旋涂方法的適當(dāng)方法，在第二介質(zhì)層6上涂覆紫外線固化樹(shù)脂等，然后，通過(guò)輻照紫外線固化該樹(shù)脂，以形成例如0.6mm厚的保護(hù)層7，從而構(gòu)造該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)10。因此，利用上述過(guò)程可以獲得具有DVR型結(jié)構(gòu)的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。
在下面的各發(fā)明例子中，盡管可以控制上述光記錄設(shè)備的記錄激光、激光功率以及傳送間距，而且可以利用上述蝕刻系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻處理，但是也可以制造具有不同光道間距、不同凹槽寬度以及不同凹槽深度的各種壓模。
通過(guò)減小記錄激光的波長(zhǎng)，可以減小要形成的凹槽圖形的寬度。例如，圖8示出激光的光強(qiáng)分布和凹槽圖形的例子的原理圖，如圖8所示，根據(jù)例如光束強(qiáng)度分布31所示的He-Cd激光器(波長(zhǎng)為442nm)，可以使凹槽寬度Wg1較寬。根據(jù)光束強(qiáng)度分布32所示的Kr激光器(波長(zhǎng)為351nm)，可以使凹槽寬度Wg2較窄。在圖8中，參考編號(hào)11表示母盤(pán)基底，而參考編號(hào)12表示光致抗蝕劑。
在其中Kr激光器(波長(zhǎng)λ＝351nm)用作光源、將激光功率控制在76％至100％范圍內(nèi)(其中0.6mJ/m最大(100％))以及選擇傳送間距(feed pitch)為0.350μm，即選擇光道間距為0.35μm(350nm)的條件下，通過(guò)在光致抗蝕劑上進(jìn)行光記錄，可以制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)。通過(guò)調(diào)節(jié)光致抗蝕劑的薄膜厚度，可以將凹槽圖形的深度設(shè)置為15nm。將利用該母盤(pán)轉(zhuǎn)移和模制形成的壓模設(shè)置為壓模A。將在上述條件下，通過(guò)進(jìn)一步蝕刻壓模A微型化了其凹槽寬度的壓模設(shè)置為壓模AE。
在其中將Kr激光器用作光源、將激光功率控制在77％至100％(其中0.25mJ/m最大(100％))以及選擇傳送間距為0.300μm，即選擇光道間距為0.30μm(300nm)的條件下，通過(guò)在光致抗蝕劑上進(jìn)行光記錄，可以制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)。通過(guò)調(diào)節(jié)光致抗蝕劑的薄膜厚度，可以將凹槽圖形的深度設(shè)置為20nm。將利用該母盤(pán)連轉(zhuǎn)移和模制形成的壓模設(shè)置為壓模B。將在上述條件下，通過(guò)進(jìn)一步蝕刻壓模B微型化了其凹槽寬度的壓模設(shè)置為壓模BE。
在其中將四次諧波(波長(zhǎng)λ＝266nm)的YAG激光器用作光源、將激光功率控制在75％至100％(其中0.15mJ/m最大(100％))以及選擇傳送間距為0.250μm，即選擇光道間距為0.25μm(250nm)的條件下，通過(guò)在光致抗蝕劑上進(jìn)行光記錄，可以制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)。通過(guò)調(diào)節(jié)光致抗蝕劑的薄膜厚度，可以將凹槽圖形的深度設(shè)置為25nm。將利用該母盤(pán)轉(zhuǎn)移和模制形成的壓模設(shè)置為壓模C。將在上述條件下，通過(guò)進(jìn)一步蝕刻壓模C微型化了其凹槽寬度的壓模設(shè)置為壓模CE。
在其中將四次諧波(波長(zhǎng)λ＝266nm)的YAG激光器用作光源、將激光功率控制在70％至90％(其中0.15mJ/m最大(100％))以及選擇傳送間距為0.200μm，即選擇光道間距為0.20μm(200nm)的條件下，通過(guò)在光致抗蝕劑上進(jìn)行光記錄，可以制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)。通過(guò)調(diào)節(jié)光致抗蝕劑的薄膜厚度，可以將凹槽圖形的深度設(shè)置為30nm。將利用該母盤(pán)連轉(zhuǎn)移和模制形成的壓模設(shè)置為壓模D。將在上述條件下，通過(guò)進(jìn)一步蝕刻壓模D微型化了其凹槽寬度的壓模設(shè)置為壓模DE。
利用掃描電子顯微鏡(SEM掃描電子顯微鏡)，測(cè)量并計(jì)算凹槽寬度，即，這樣形成的各壓模A至D與蝕刻之后獲得的壓模AE至ED的各凹槽的開(kāi)口端的凹槽底部的寬度的平均值，以測(cè)量凹槽寬度。下面的表3至6分別示出這樣獲得的凹槽寬度、凹槽寬度與光道間距的比值、蝕刻后獲得的凹槽寬度、蝕刻后獲得的凹槽寬度與光道間距的比值以及凹槽深度。
(壓模A、AE；光道間距p＝350nm)
(壓模B、BE；光道間距p＝300nm)
(壓模C、CE；光道間距p＝250nm)
(壓模D、DE；光道間距p＝200nm)

正如上面的表3所示，在壓模AE中，選擇光道間距為350nm，在87nm至235nm的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度，以及在0.25至0.67的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度與光道間距的比值。選擇凹槽深度為30nm。
正如上面的表4所示，在壓模BE中，選擇光道間距為300nm，在77nm至181nm的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度，以及在0.26至0.60的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度與光道間距的比值。選擇凹槽深度為25nm。
此外，正如上面的表5所示，在壓模CE中，選擇光道間距為250nm，在63nm至156nm的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度，以及在0.25至0.62的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度與光道間距的比值。選擇凹槽深度為20nm。
此外，正如上面的表6所示，在壓模DE中，選擇光道間距為200nm，在47nm至129nm的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度，以及在0.24至0.65的范圍內(nèi)選擇凹槽寬度與光道間距的比值。選擇凹槽深度為15nm。
在利用濺射方法將PtPd沉積在利用注入成型方法由這些相應(yīng)壓模模制的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，并利用SEM，測(cè)量凹槽寬度和蝕刻后的凹槽寬度時(shí)，可以認(rèn)為所形成的這些相應(yīng)基底的凹槽寬度與相應(yīng)壓模A至D、AE至DE的凹槽寬度類似，而且可以認(rèn)為這些壓?？梢粤钊藵M意地轉(zhuǎn)移到基底。
利用這樣形成的上述各壓模制造具有上述參考圖2描述的結(jié)構(gòu)的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)，并利用測(cè)試機(jī)測(cè)試其再現(xiàn)特性，該測(cè)試機(jī)具有裝備了光學(xué)系統(tǒng)的DVR設(shè)置，該光學(xué)系統(tǒng)具有數(shù)值孔徑NA＝0.85的物鏡。
可以確認(rèn)，由利用各例子的壓模形成的各光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)獲得令人滿意的推挽信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定跟蹤伺服。此外，利用擺動(dòng)凹槽可以穩(wěn)定再現(xiàn)擺動(dòng)信號(hào)。
在上述各發(fā)明例子中，使用3種記錄波長(zhǎng)，即，266nm、351nm、413nm的激光，利用等離子蝕刻方法可以在非常大程度上減小凹槽寬度，因此，可以制造其凹槽寬度小于150nm的壓模和光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。在光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)具有與傳統(tǒng)光道間距相比光道間距較窄、其中選擇光道間距在200nm至350nm范圍內(nèi)，選擇凹槽寬度與光道間距的比值在0.24至0.67范圍內(nèi)以及選擇凹槽深度在15nm至30nm范圍內(nèi)的格式時(shí)，可以獲得穩(wěn)定再現(xiàn)信號(hào)，而且可以保持令人滿意的記錄與再現(xiàn)特性。
此外，可以形成擺動(dòng)凹槽，而且可以穩(wěn)定再現(xiàn)地址信息記錄在其內(nèi)的擺動(dòng)信號(hào)。
接著，利用以上參考圖6描述的蝕刻設(shè)備蝕刻其結(jié)構(gòu)與上述壓模A的結(jié)構(gòu)類似的壓模，然后，利用AFM(原子力顯微鏡)測(cè)量凹槽的表面粗糙度以及凹槽側(cè)面傾角θ的老化變化。圖9和10示出測(cè)量結(jié)果。顯然，表面粗糙度Ra在從約0.4nm到1nm逐漸惡化。此外，顯然，傾角θ在從約40°逐漸減小，因此，凹槽側(cè)壁在向平坦方向變化。
制造其中蝕刻時(shí)間發(fā)生變化的壓模，采用注入成型方法，利用各壓模，形成光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底，然后，利用具有DVR配置的測(cè)試機(jī)，測(cè)試由反射層、第一介質(zhì)層、相變材料構(gòu)成的記錄層、第二介質(zhì)層以及沉積在其上的保護(hù)層構(gòu)成的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的再現(xiàn)特性，該DVR設(shè)置裝備了其波長(zhǎng)λ＝406nm的光學(xué)系統(tǒng)和其數(shù)值孔徑NA＝0.85的物鏡。顯然，如果在0.4到0.85nm的范圍內(nèi)選擇表面粗糙度，而且在15.4°至40°的范圍內(nèi)選擇傾角，則可以獲得令人滿意的記錄與再現(xiàn)特性。
下面的表7示出對(duì)于蝕刻處理時(shí)間的表面粗糙度Ra和傾角θ的測(cè)量結(jié)果，而且還進(jìn)一步以空心圓和叉的形式示出良好的和糟糕的記錄與再現(xiàn)特性。


根據(jù)上述結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，在0.4至0.85nm的范圍內(nèi)選擇通過(guò)蝕刻制造的凹槽的表面粗糙度，在15.4°至40°的范圍內(nèi)選擇傾角。
盡管以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例和各發(fā)明例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是可以根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想對(duì)上述各例子進(jìn)行各種修改和變化。
例如，盡管在0.6mm厚的基底上形成了凹形凹槽，但是正如在上面的例子中說(shuō)明的那樣，可以沉積反射層、記錄層等，然后沉積0.6mm厚的保護(hù)層，以構(gòu)造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)，而且通過(guò)從基底側(cè)照射記錄和/或再現(xiàn)光記錄和/或再現(xiàn)光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)，但是本發(fā)明并不局限于此，本發(fā)明當(dāng)然可以應(yīng)用于其中在1.1mm厚的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底1上形成凸形凹槽，正如例如圖11示出其例子的主要部分的原理剖視結(jié)構(gòu)，在該基底1上沉積反射層、記錄層等，在其上沉積大致0.1mm厚保護(hù)層，以構(gòu)造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)10，正如圖12示出其主要部分的原理剖視結(jié)構(gòu)，而且通過(guò)利用記錄和/或再現(xiàn)光進(jìn)行照射對(duì)該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)10進(jìn)行記錄和再現(xiàn)的情況。在圖12中，利用相同的參考編號(hào)表示與圖2中的單元和部分相同的單元和部分，因此無(wú)需對(duì)它們進(jìn)行說(shuō)明。在這種情況下，在利用圖3A和3D所示的上述制造過(guò)程形成了壓模15后，由該壓模15轉(zhuǎn)移并形成所謂母壓模，然后，利用諸如聚碳酸酯的適當(dāng)材料，由該母壓模轉(zhuǎn)移并模制基底1，從而可以獲得具有圖11和12所示上述結(jié)構(gòu)的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底1。
此外，在這種情況下，在形成凹槽2時(shí)，利用用于曝光凹槽圖形的常規(guī)曝光方法，光學(xué)曝光該凹槽。因此，在將凹槽2形成為擺動(dòng)凹槽時(shí)，擺動(dòng)凹槽具有常規(guī)凹槽圖形，在該常規(guī)凹槽圖形中，在凹槽2的兩側(cè)，擺動(dòng)信號(hào)互相同步，因此可以穩(wěn)定再現(xiàn)擺動(dòng)信息，從而可以避免記錄與再現(xiàn)特性惡化。
此外，在本發(fā)明中，可以進(jìn)行各種修改和變化。例如，在光致抗蝕劑上進(jìn)行光記錄的記錄波長(zhǎng)并不局限于350nm和413nm，而且可以使用其他記錄波長(zhǎng)的記錄激光。
此外，作為其γ特性值大于4.5的高γ光致抗蝕劑，可以使用基于酚醛清漆的光致抗蝕劑，還可以使用化學(xué)激勵(lì)型光致抗蝕劑。
作為蝕刻處理過(guò)程，可以利用活性離子蝕刻系統(tǒng)和各種蝕刻系統(tǒng)進(jìn)行蝕刻。用于等離子蝕刻的氣體并不局限于Ar氣，而且可以使用其中將O2氣與Ar氣混合在一起的混合氣體和將諸如N2氣的其他適當(dāng)氣體與He氣混合在一起的混合氣體。因此，在使用各種材料系統(tǒng)時(shí)，可以獲得與上述各發(fā)明例子類似的、令人滿意的結(jié)果。
此外，光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)并不局限于使用上述具有相變型結(jié)構(gòu)的記錄層的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)，而且本發(fā)明可以應(yīng)用于將磁光記錄層或染料材料層用作記錄層的其他光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。此外，可以改變材料和結(jié)構(gòu)，而且，不用說(shuō)，在本發(fā)明范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變化。
信息并不局限于記錄信息，而且本發(fā)明可以應(yīng)用于具有可以記錄和再現(xiàn)信號(hào)或者可以記錄和再現(xiàn)信息和信號(hào)的功能的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)、光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模及其制造方法。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于利用具有高γ特性值(大于4.5)的光致抗蝕劑進(jìn)行圖形化，而且利用蝕刻處理過(guò)程進(jìn)一步處理壓模，所以可以形成具有接近小于150nm的窄凹槽寬度、光道間距在200nm至350nm范圍內(nèi)的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，利用基于常規(guī)光記錄方法的制造方法難以實(shí)現(xiàn)接近150nm的凹槽寬度。此外，利用該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，可以獲得其中以滿意的轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移的凹槽形狀的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底。
根據(jù)上述本發(fā)明，通過(guò)曝光凹槽之間的凸脊部分顛倒形成凹形和凸形的方法的情況如所引用的專利參考文獻(xiàn)2描述的相比，可以防止形成擺動(dòng)凹槽時(shí)獲得的記錄與再現(xiàn)特性惡化，因此可以滿意地再現(xiàn)擺動(dòng)信號(hào)。
特別是，在在47nm至235nm范圍內(nèi)選擇凹槽寬度時(shí)，可以優(yōu)化凹槽寬度與光道間距的比值，而且可以保持可以令人滿意地轉(zhuǎn)移的和形成的凹槽的凹槽形狀，因此可以提供具有令人滿意特性的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。
此外，在在0.4nm至0.85nm范圍內(nèi)選擇凹槽面的表面粗糙度，而在15.4°至40°的范圍內(nèi)選擇凹槽側(cè)面的傾角時(shí)，可以提供具有令人滿意特性的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。
此外，在在15nm至30nm范圍內(nèi)選擇凹槽深度時(shí)，可以提供具有良好記錄與再現(xiàn)特性的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，在這樣形成的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)上，可以穩(wěn)定再現(xiàn)跟蹤伺服信號(hào)。此外，可以穩(wěn)定再現(xiàn)用于形成擺動(dòng)凹槽所需的擺動(dòng)信號(hào)的地址信息，而且可以令人滿意地保持跟蹤伺服信號(hào)和擺動(dòng)信號(hào)的記錄與再現(xiàn)特性。這樣，在在0.85±0.05的范圍內(nèi)選擇用于進(jìn)行記錄和再現(xiàn)的物鏡的數(shù)值孔徑NA，并進(jìn)行記錄和/或再現(xiàn)時(shí)，實(shí)際上可以提供如上所述其中可以令人滿意地保持記錄與再現(xiàn)特性的高記錄密度光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.在具有沿記錄光道形成的凹槽的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底上，所述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底的特征在于，所述凹槽具有在200nm至350nm范圍內(nèi)選擇的光道間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底，其中所述凹槽是擺動(dòng)凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底，其中所述凹槽具有在47nm至235nm范圍內(nèi)選擇的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底，其中所述凹槽具有其表面粗糙度在0.4nm至0.85nm范圍內(nèi)的凹槽面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底，其中所述凹槽具有其傾角在15.4°至40°范圍內(nèi)的凹槽側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底，其中所述凹槽具有在15nm至30nm的范圍內(nèi)選擇的深度或高度。
7.在制造用于模制光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法中，該光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底具有沿記錄光道形成的凹槽，制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法的特征在于，在曝光了具有預(yù)定不均勻圖形的所述光致抗蝕劑后，通過(guò)顯影母盤(pán)基底上的光致抗蝕劑，制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，通過(guò)蝕刻由所述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模轉(zhuǎn)移的壓模，可以微型化對(duì)應(yīng)于所述凹槽的凹槽圖形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中利用等離子蝕刻方法或活性離子蝕刻方法，蝕刻所述壓模。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中所述等離子蝕刻方法或所述活性離子蝕刻方法使用Ar氣或其內(nèi)混合了氧氣的Ar氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中對(duì)應(yīng)于所述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的凹槽的所述凹槽圖形具有在200nm至350nm范圍內(nèi)選擇的光道間距、在0.24到0.67的范圍內(nèi)選擇所述凹槽圖形的寬度Wg’與所述凹槽圖形的光道間距p’的比值Wg’/p’。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中通過(guò)進(jìn)行蝕刻，由所述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造母盤(pán)轉(zhuǎn)移的所述壓模的所述凹槽圖形具有在47nm至235nm范圍內(nèi)選擇的寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中所述凹槽圖形具有在0.4nm至0.85nm的范圍內(nèi)選擇的其表面粗糙度的凹槽圖形表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中所述凹槽圖形具有在15.4°至40°的范圍內(nèi)選擇的其傾角的凹槽圖形側(cè)面。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中所述凹槽圖形具有在15nm至30nm的范圍內(nèi)選擇的深度或高度。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中在制造所述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)母盤(pán)時(shí)，所述母盤(pán)基底上的所述光敏層采用其γ特性值大于4.5的高γ光致抗蝕劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的制造方法，其中在制造所述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)母盤(pán)時(shí)，利用在266nm至413nm的范圍內(nèi)選擇其波長(zhǎng)的曝光光，曝光所述母盤(pán)基底上的所述光敏層。
17.在用于模制具有沿記錄光道形成的凹槽的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)基底的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模上，所述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模的特征在于，對(duì)應(yīng)于所述光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)的所述凹槽的凹槽圖形具有在200nm至350nm范圍內(nèi)選擇的光道間距、在0.24到0.67的范圍內(nèi)選擇的所述凹槽圖形的寬度Wg’與所述凹槽圖形的光道間距p’的比值Wg’/p’。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，其中所述凹槽圖形是擺動(dòng)凹槽圖形。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，其中在47nm至235nm范圍內(nèi)選擇所述凹槽寬度。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，其中在曝光具有預(yù)定不均勻圖形的所述光致抗蝕劑后，通過(guò)顯影母盤(pán)基底上的光致抗蝕劑，制造光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，所選擇的對(duì)應(yīng)于所述凹槽的凹槽圖形的寬度比所述壓模的所述凹槽圖形的寬度窄。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，其中利用等離子蝕刻方法或活性離子蝕刻方法，蝕刻所述壓模。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)制造壓模，其中所述等離子蝕刻方法或所述活性離子蝕刻方法使用Ar氣或其內(nèi)混合了氧氣的Ar氣。
全文摘要
一種具有沿記錄光道形成的凹槽(2)、用于在輻照特定波長(zhǎng)λ的光L時(shí)進(jìn)行記錄和/或再現(xiàn)的光記錄與再現(xiàn)介質(zhì)，其中凹槽(2)的光道間距p最小為200nm，最大為350nm，而凹槽(2)的寬度W
文檔編號(hào)G11B7/26GK1545701SQ0281625
公開(kāi)日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2002年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月18日
發(fā)明者遠(yuǎn)藤惣銘, 鈴木忠男, 清水純, 中野淳, 男, 遠(yuǎn)藤 銘 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社